汽车驱动防滑控制系统ECU的设计

摘要

随着汽车工业的不断发展,汽车的安全性越来越受到人们的关注。当汽车在低附着路面上起步或加速行驶时,车轮很容易发生过度滑转现象,直接影响了汽车的加速能力以及行驶稳定性。汽车驱动防滑控制系统通过将汽车驱动轮的滑转率控制在稳定区附近,能够实现既充分发挥汽车的驱动力,又保证汽车具有一定的侧向稳定性的目的,因此得到了广泛的应用。
　　 本文针对ASR系统的ECU进行了软、硬件设计,并采用Matlab/Simulink软件下的离线仿真技术以及xPC Target硬件在环仿真系统分别对ASR系统ECU进行了相关的分析、研究。
　　 首先介绍了ASR系统的结构以及基本工作原理,国内外ASR技术的发展现状,其次探讨了ASR.系统的控制理论,包括控制方式及控制算法,并对硬件在环仿真技术进行了简介,之后提出了本文的主要研究内容。
　　 搭建汽车在驱动状态下的动力学仿真模型,对ASR系统进行离线仿真分析。重点阐述了汽车动力学建模过程,并通过在均一附着路面和分离附着路面情况下的仿真结果对汽车驱动控制过程进行了离线仿真分析。
　　 对ECU的嵌入式系统进行选型,并以基于逻辑门限值的ASR系统控制算法设计为核心,在CodeWarrior软件环境下编写ECU的软件各组成模块。在ECU的相关硬件部分研究中重点分析并验证了所设计的轮速信号处理电路的工作原理及过程。
　　 构建xPC Target实时仿真系统,并针对实际应用中常遇到的目标机启动和通信调试等问题进行分析阐述。对ASR系统分别进行在均一附着路面和分离附着路面情况下的硬件在环仿真实验。仿真结果表明搭建的仿真系统及仿真模型合理可靠的反映了汽车的驱动状态,并且所设计的ASR系统控制算法对驱动轮的滑转状态实现了有效的控制。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录、注释表

致谢

第一章 绪论

1.1 ASR系统简介

1.1.1 ASR系统的结构和原理

1.1.2 ASR系统的现状和发展趋势

1.2 ASR系统的控制方式

1.2.1 发动机输出转矩调节方式

1.2.2 驱动轮制动力调节方式

1.2.3 差速器锁止控制

1.2.4 离合器或变速箱控制

1.3 ASR系统的控制算法

1.3.1 逻辑门限值控制

1.3.2 PID控制

1.3.3 模糊控制

1.3.4 滑模变结构控制

1.4 硬件在环(HIL)仿真介绍

1.4.1 硬件在环仿真的发展与功用

1.4.2 硬件在环仿真与一般仿真的区别

1.4.3 硬件在环仿真系统的一般组成

1.4.4 硬件在环仿真系统的主要功能

1.5 本文的主要研究内容

第二章 ASR系统离线仿真

2.1 车辆系统数学模型研究

2.1.1 动力传动系模型

2.1.2 整车模型

2.2 车辆系统离线仿真模型的建立

2.2.1 离线仿真简介

2.2.2 汽车驱动防滑系统动力学仿真模型的建立

2.2.3 ASR离线仿真控制器模型的建立

2.3 ASR系统离线仿真结果

2.3.1 均一附着路面离线仿真结果

2.3.2 分离附着路面离线仿真结果

2.3.3 离线仿真结果分析

2.4 ASR离线模拟仿真模型的实时性验证

2.5 本章小结

第三章 ASR系统ECU设计

3.1 系统MCU介绍

3.1.1 MCU选型

3.1.2 MC9S12DG128BMCU的常用模块

3.2 ASR系统ECU软件设计

3.2.1 初始化模块

3.2.2 自检模块

3.2.3 数据采集及处理模块

3.2.4 参考车速计算模块

3.2.5 ASR系统控制算法部分

3.3 ASR系统ECU硬件设计

3.3.1 MCU最小系统

3.3.2 BDM下载器

3.3.3 轮速信号处理电路

3.4 本章小结

第四章 xPC Target实时仿真系统搭建

4.1 xPC Target实时仿真系统

4.1.1 xPC Target实时仿真系统简介

4.1.2 xPC Target实时仿真系统硬件构成

4.2 xPC Target实时仿真系统与dSPACE实时仿真系统的对比

4.3 xPC Target实时仿真系统调试

4.3.1 目标机启动

4.3.2 宿主机—目标机通信调试

4.4 本章小结

第五章 ASR系统的硬件在环仿真试验

5.1 ASR系统的硬件在环仿真试验的软件建设

5.2 ASR系统的硬件在环仿真试验的结果

5.2.1 均一附着路面硬件在环仿真

5.2.2 分离附着路面硬件在环仿真

5.3 ASR系统的硬件在环仿真试验分析

5.4 本章小结

第六章 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 发展展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文